Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Scheduled conferences
|
TYTUŁ: Zależność pomiędzy wykształceniem litofacjalnym a ilością i składem molekularnym gazów pochodzących z degazacji rdzeni skalnych /
Autor: Małgorzata Kania
Recenzenci: Prof. dr hab. inż. Małgorzata Labus, Politechnika Śląska
|
|
|
ISSN 2353-2718 Objętość monografii: 172 strony |
|
|
Streszczenie Tematyka badawcza poruszona w niniejszej pracy miała na celu usystematyzowanie trwających od lat badań dla KGHM Polska Miedź SA oraz wzbogacenie ich o aspekty korelacyjne i interpretacyjne wyników badań chromatograficznych gazów na tle dodatkowych badań geochemicznych (w tym pirolitycznych i izotopowych) oraz petrofizycznych skał. Uzyskane wyniki stanowią podstawę do wskazania potencjalnych miejsc nagromadzeń gazowych i prognozowania zagrożeń gazowych oraz gazogeodynamicznych dla złóż rud miedzi – na przykładzie kopalni Sieroszowice. Głównym celem monografii było określenie zależności pomiędzy wykształceniem litofacjalnym a ilością i składem molekularnym gazów pochodzących z degazacji rdzeni skalnych z rejonu „OG Sieroszowice”, eksploatowanego przez O/ZG Polkowice-Sieroszowice, wchodzący w skład KGHM Polska Miedź SA. Dodatkowo prowadzone w ramach niniejszej pracy badania dotyczyły następujących zagadnień:
Przedmiotem badań były próbki skał pobrane z formacji miedzionośnej południowej części monokliny przedsudeckiej, które poddano ocenie gazonośności. Badane próbki były zróżnicowane pod względem charakteru litologicznego i właściwości petrofizycznych. Podczas badań laboratoryjnych został przeanalizowany skład molekularny gazów pod kątem obecności lekkich węglowodorów (C1, C2, C3, i-C4, n-C4, neo-C5, i-C5, n-C5, ΣC6, ΣC7, ΣC8, ΣC9 i ΣC10), dwutlenku węgla, azotu nadmiarowego, helu, wodoru oraz związków siarki, jak również została określona dokładna ilość wydzielonego gazu. Badania były prowadzone zarówno na próbkach gazu desorbowanego (wolnego), reprezentującego tę część gazu, która znajduje się w otwartej przestrzeni porowej skały i która może swobodnie migrować, jak i na próbkach gazu resztkowego, uwolnionego ze skały po rozdrobnieniu próbki (zwanego również gazem zaokludowanym). Skład i ilość gazu zostały przeanalizowane dla dużej populacji (w sumie 803 próbki, w tym 59 próbek piaskowca, 28 próbek łupku miedzionośnego, 254 próbki dolomitu, 298 próbek anhydrytu i 164 próbki soli kamiennej) w nawiązaniu do różnic litologicznych i wybranych właściwości petrofizycznych skał. Przedstawione wyniki analizy statystycznej, ilościowej i jakościowej gazów desorbowanych, jak i resztkowych rozpatrywano, biorąc pod uwagę różne układy współzależności. Uwzględniono przede wszystkim zależność w profilu litologicznym w ujęciu całościowym gazu, jak i poszczególnych jego składników w relacji do właściwości petrofizycznych i lokalizacji na terenie działalności „OG Sieroszowice” (z podziałem na pięć rejonów). Takie ujęcie dyskusyjne pozwoliło na określenie pewnych prawidłowości dystrybucji gazu i jego poszczególnych składników, co jest istotne w prognozowaniu stref o zwiększonym potencjale ekshalacji gazowych. Dodatkowo przeprowadzono ocenę możliwości generacyjnych poszczególnych wydzieleń litologicznych wchodzących w skład utworów miedzionośnych oraz korelację gazów pochodzących z degazacji rdzeni skalnych z gazami ziemnymi akumulowanymi w sąsiadujących złożach. Analizując próbki pochodzące z poziomu miedzionośnego, w poszczególnych typach litologicznych obserwuje się zróżnicowane kumulacje gazów, które wykazują pewną zmienność składu chemicznego w profilu pionowym złoża, ze zdecydowaną dominacją azotu we wszystkich badanych wydzieleniach. Zmienność ta może być spowodowana mieszaniem się różnych typów gazów, tj. autochtonicznych i allogenicznych (migracyjnych), co udowodniły dodatkowo przeprowadzone badania izotopowe wybranych próbek gazu resztkowego. Dystrybucja azotu na terenie „OG Sieroszowice” świadczy o dominującym czynniku migracji wertykalnej gazów z niższych warstw podłoża (prawdopodobnie z utworów karbońskich), natomiast jego kumulacja w północnych częściach może wskazywać na pewien udział migracji lateralnej z sąsiadujących złóż zaazotowanego gazu ziemnego czerwonego spągowca. Na podstawie badań izotopowych i pirolitycznych Rock-Eval udowodniono, że gaz ziemny na badanym obszarze może przynajmniej częściowo powstawać z materii organicznej zawartej w łupku miedzionośnym. Badane próbki łupku wykazały w składzie duże ilości materii organicznej typu II o stopniu przeobrażenia gwarantującym procesy generacyjne w zakresie głównej fazy okna ropnego. Dolomit i anhydryt mają również pewne możliwości generacyjne (jednak zdecydowanie niższe niż w przypadku łupku miedzionośnego). Pokłady soli kamiennej zlokalizowane w północnej części badanego obszaru „OG Sieroszowice” stanowią dodatkowe uszczelnienie złoża rud miedzi, co stwarza niebezpieczeństwo akumulacji gazów. Dystrybucja gazonośności w górotworze złóż rud miedzi wykazuje wyraźną zależność od wykształcenia litologicznego, co udowodniły badania wykonane dla pięciu wydzieleń litologicznych. Ponadto wykazano zmienność gazonośności w zależności od lokalizacji (wertykalną i lateralną), co jest niewątpliwie implikowane warunkami geologicznymi (strukturą i tektoniką), w tym sąsiedztwem złóż gazu ziemnego. Słowa kluczowe: degazacja rdzeni skalnych, gaz desorbowany, gaz resztkowy, skład molekularny, wykształcenie litofacjalne, potencjał węglowodorowy, złoża rud miedzi, monoklina przedsudecka. |
|
|
Abstract The research subject discussed in this work was chosen in order to systematize the years-long analyses being carried out for KGHM Polska Miedź S.A. and expand them to include correlation and interpretation aspects of gas chromatographic tests results, in reference to additional geochemical tests (including pyrolytic and isotope analyses) and petrophysical rock properties. The obtained results are the basis for identifying potential gas accumulation areas and forecasting gas and gas-geodynamic threats for copper ore deposits, based on the example of the Sieroszowice Copper Mine. The main purpose of the monograph was to determine the relationship between the lithofacial variation and the amount and molecular composition of gases from the degassing of rock cores collected from the “OG Sieroszowice” region, exploited by “O/ZG Polkowice-Sieroszowice”, a part of KGHM Polska Miedź S.A. Additionally, the research conducted as part of this paper concerned the following issues:
The research is based on rock samples collected from a copper-bearing formation in the southern part of the Fore-Sudetic Monocline, which were subjected to gas capacity assessment. The tested samples differed in terms of their lithological character and petrophysical properties. During laboratory tests, the molecular composition of gases was analysed for light hydrocarbons (C1, C2, C3, i-C4, n-C4, neo-C5, i-C5, n-C5, ΣC6, ΣC7, ΣC8, ΣC9 i ΣC10), carbon dioxide, excess nitrogen, helium, hydrogen as well as sulphur compounds, and the exact amount of the released gas was also determined. The tests were carried out both for samples of desorbed (free) gas, representing the part of the gas that is in the open space of the rock pore and which is free to migrate, and for samples of residual (also called occluded) gas released from the rock after the crumbling of the sample. The composition and quantity of the gas were analysed for a large population (803 samples in total, including 59 sandstone samples, 28 copper-bearing shale samples, 254 dolomite samples, 298 anhydrite samples and 164 rock salt samples) with reference to their lithological differences and selected petrophysical properties of the rocks. The presented results of statistical, quantitative and qualitative analyses of both desorbed and residual gases were evaluated in terms of various interdependence aspects. First of all, the dependence of the total gas content and its individual components in the lithological profile was discussed in relation to its petrophysical properties and the location in the area of “OG Sieroszowice” operations (divided into five regions). Such an approach allowed to determine certain regularities of the distribution of gas and its individual components, which is important in forecasting zones with increased gas exhalation potential. Additionally, an assessment of the generation possibilities of individual lithofacies included in the copper-bearing formations was carried out and the correlation of gases from the rock cores degassing with natural gases accumulated in the adjacent deposits was demonstrated. When analysing the samples from the cupriferous level in individual lithologies, different gas accumulations are observed to exhibit a certain variability in the chemical composition in the vertical profile of the deposit, with a definite dominance of nitrogen in all analysed lithological formations. This variability may be caused by the mixing of different types of gases, i.e. autochthonous and allogeneic (migratory) gases, which was also proved by isotope tests of selected residual gas samples. The distribution of nitrogen in the “OG Sieroszowice” area proves the dominance of vertical migration factor of gases from the lower layers of the beds (probably from Carboniferous deposits), while its accumulation in northern parts may indicate a certain share of lateral migration from the neighbouring fields of the nitrogen-rich natural gas of the Rotliegend strata. Based on the isotope tests and Rock-Eval pyrolysis, it has been proved that natural gas in the study area can be at least partially generated from the organic matter contained in copper-bearing shales. The examined shale samples demonstrated large amounts of Type II organic matter at the level of thermal maturity that allows for the generation processes in the main phase of the oil window. Dolomite and anhydrite also have some generation possibilities (but much lower than in the case of copper-bearing shale). Rock salt deposits, located in the northern part of the studied “OG Sieroszowice” area, constitute an additional sealing of the copper ore deposit, which poses a risk of gas accumulation. As proved by the conducted research, gas distribution in the rock formations of copper ore deposits shows a clear dependence on lithological variation, divided into five lithofacies. Moreover, gas-bearing variability depending on the location (vertical and lateral) was demonstrated, which is undoubtedly implied by geological conditions (structure and tectonics), including the vicinity of natural gas deposits. Keywords: rock cores degassing, desorbed gas, residual gas, molecular composition, lithofacial variation, hydrocarbon potential, copper ore deposits, Fore-Sudetic Monocline. |
|
| Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
|
TYTUŁ: Środowisko sedymentacji oraz parametry geochemiczne dolnooligoceńskich margli dynowskich z jednostki śląskiej, polskie Karpaty zewnętrzne / Sedimentary environments and geochemical parameters of the Lower Oligocene Dynów Marls from the Silesian Unit, Polish Outer Carpathians
Autor: dr Piotr Dziadzio, dr hab. inż. Irena Matyasik, prof. INiG-PIB, dr inż. Grzegorz Leśniak, mgra inż. Wojciech Bieleń
Recenzenci: dr hab. Artur Kędzior, Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk
|
|
|
ISSN 2353-2718 Objętość monografii: 132 strony |
|
|
Streszczenie Margle dynowskie (margle krzemionkowe) reprezentują zapis wydarzenia związanego ze spadkiem zasolenia, beztlenowymi warunkami osadu dennego oraz silnym endemizmem, które miało miejsce w całej Centralnej Paratetydzie w okresie dolnego oligocenu (NP 23) i jest określane wydarzeniem solenowskim (utrata połączenia Paratetydy z oceanem światowym). Szczegółowe badania margli dynowskich w skali regionalnej, w kontekście środowiska ich sedymentacji, potencjału macierzystości oraz znaczenia dla systemu naftowego, były prowadzone w Karpatach Zachodnich, głównie na obszarze Czech i Austrii. Uzyskane wyniki wskazują na płytkowodne warunki ich depozycji, co jest spójne z rekonstrukcjami paleogeograficznymi i paleoklimatycznymi. Utwory te występują w dolnej części warstw menilitowych w całym pasie łuku karpackiego. Sukcesja warstw menilitowych w polskiej części Karpat Zewnętrznych była uważana do niedawna za produkt sedymentacji głębokowodnej. W wyniku prac badawczych w obrębie południowej części jednostki śląskiej (fałd Gorlic) została ona zweryfikowana. W tym obszarze wykazano, że sedymentacja miała miejsce na płytkim okresowo istniejącym szelfie. Interpretacja ta tylko częściowo uwzględniała występowanie w profilu warstw menilitowych margli dynowskich (wyróżnianych w randze ogniwa), które mają kluczowe znaczenie dla potwierdzenia wcześniejszej interpretacji oraz określenia ich genezy w szerszym regionalnym kontekście. Dlatego na potrzeby komplementarnej interpretacji, pełnej sukcesji warstw menilitowych w obrębie jednostki śląskiej, przeprowadzono szczegółowe badania sedymentologiczne margli dynowskich, które zostały wsparte badaniami geochemicznymi w trzech wybranych profilach: w Gorlicach (profil A), Zborowicach (profil B) i Jabłonicy Polskiej (profil C). Wyróżniono w ich obrębie 6 facji osadowych: F.1 (łupki menilitowe), F.2 (rogowce), F.3 (margle warstwowane), F.4 (margle masywne i zapiaszczone), F.5 (heterolity marglisto-mułowcowe) i F.6 (piaskowce warstwowane-laminowane), o spójnej dla wszystkich interpretacji środowiska ich depozycji. Geneza facji, które w różnych profilach występują w różnym wzajemnym następstwie, daje logiczny obraz zmian, jakie następowały w czasie depozycji margli dynowskich, co również odzwierciedlają trzy zespoły facjalne: ZF.I, ZF.II i ZF.III. Facje, jak i zespoły (głównie w profilach B i C) wskazują na depozycję w płytkim basenie sedymentacyjnym (okresowo izolowanym i okresowo zalewanym), do którego oprócz materiału węglanowego dostarczany był materiał krzemionkowy (lub był produkowany na miejscu), w obrębie którego okresowo dochodziło do sedymentacji utworów o charakterze tsunamitów, śledzonych na dużym dystansie. Zapis w profilu margli dynowskich w Gorlicach (profil A) posiada wyraźne następstwo facji od strefy wyżej do międzypływowej, wskazujące dodatkowo na cykliczne zmiany głębokości basenu sedymentacyjnego. Potwierdzają to również obecne wśród margli dynowskich utwory zinterpretowane jako rytmity pływowe, z zapisem pływów syzygijnych i kwadraturowych. Następstwo facji oprócz fluktuacji głębokości basenu wskazuje na pogłębianie się płytkiego szelfu. W tym obszarze ponad marglami dynowskimi udokumentowany jest rozwój płytkiego systemu deltowego składającego się z zestawu parasekwencji powstałego w warunkach wymuszonej regresji (piaskowce magdaleńskie). Dodatkowo wyniki badań geochemicznych z obrębu facji F.1 z jednostki śląskiej porównano z wynikami badań geochemicznych uzyskanych z tej facji z jednostki skolskiej rejonu Dynowa (odsłonięcia Futoma i Straszydle). Wykazują one różnice w składzie biomarkerów, co może być spowodowane innymi warunkami ich depozycji niż w jednostce śląskiej. Zaproponowana płytkowodna interpretacja margli dynowskich z obrębu jednostki śląskiej nie wyklucza zatem istnienia obszarów z sedymentacją głębokowodną w innych częściach Paratetydy w okresie dolnego oligocenu. Wnioskowane dowody na pływy w badanych sekcjach, pomimo interpretowanych warunków jeziornych mogą odzwierciedlać połączenie basenu z otwartym oceanem w tym obszarze. To opisane i udokumentowane odkrycie występowania w obrębie margli dynowskich utworów pływowych (tidalitów) i utworów o charakterze tsunamitów jest ważnym krokiem w zrozumieniu paleoewolucji Karpat, ale również istotne jest z punktu widzenia zrozumienia warunków depozycji warstw menilitowych – głównej skały macierzystej dla węglowodorów. Uzyskane wyniki potwierdzają oraz uszczegóławiają dotychczasowe wyniki badań i zrekonstruowane wcześniej warunki paleogeograficzne. Słowa kluczowe: Karpaty, warstwy menilitowe, margle dynowskie, środowisko sedymentacji, biomarkery, utwory pływowe, tsunamity.. |
|
|
Abstract The Dynow Marls (siliceous marls) represent a sedimentary record of a salinity-decreasing event, anoxic bottom sediment conditions, and strong endemism that occurred throughout the Central Paratethys during the Lower Oligocene (NP 23), and is referred to the Solenovian Event (loss of connection of the Paratethys with the World Ocean). A comprehensive study of the Dynów Marls on a regional scale, in the context of their sedimentatary environment, source rock potential and importance for the petroleum system, were conducted in the Western Carpathians, mainly in the Czech Republic and Austria. The obtained results indicate shallow-water conditions of their deposition, which is consistent with paleogeographic and paleoclimatic reconstructions. The occurrence of these deposits has been identified in the lower part of the Menilite Beds throughout the Carpathian arc. The succession of Menilite Beds in the Polish Outer Carpathians was considered until recently to be a product of deep-water sedimentation. As a result of research work in the southern part of the Silesian Unit (Gorlice fold), this interpretation has been verified. In this area, it was shown that sedimentation took place on a shallow, periodically existing shelf. This interpretation only partially took into account the occurrence of Dynów Marls in the Menilite Beds profile (distinguished at the rank of a member), which are of key importance for confirming the previous interpretation and determining their origin in a broader regional context. Therefore, for a complementary interpretation of the entire succession of Menilite Beds within the Silesian Unit, detailed sedimentological studies of Dynów marls were conducted, which was supported by geochemical studies in three selected sections in Gorlice (section A), Zborowice (section B) and Jabłonica Polska (section C). providing support. Within these studies, six sedimentary facies F.1 (menilite shales), F.2 (cherts); F.3 (stratified marlstone); F.4 (massive and sandy-pebbles marlstone), F.5 (marly-mudstones heterolithes)’ F.6 (Stratified and laminated sandstone) were distinguished, with a consistent interpretation of their depositional environment being provided for all. The origin of facies, which in different sections occur in different relationships, gives a logical scheme of the changes that occurred during the deposition of the Dynów Marls, which is also reflected by three facies associations ZF.I, ZF.II and ZF.III. Both the facies and the associations (mainly in profiles B and C) indicate deposition in a shallow sedimentary basin, (in a periodically isolated and periodically flooded) basin, to which, in addition the carbonate deposit, siliceous material was supplied (or was produced in situ), where also tsunamites-like sedimentation occurred periodically, tracked over a large distance. The record in the Dynów Marls section in Gorlice (section A) has a clear succession of facies from the upper to the intertidal zone, additionally indicating cyclic changes in the depth of the sedimentary basin. This is also confirmed by present in the Dynów Marls deposits interpreted as tidal rhythmites, with a record of spring and neap tides. The facies succession, in addition to the fluctuations in the depth of the basin, indicates the deepening of the shallow shelf. In this area above the Dynów marls the development of a shallow deltaic system is documented consisting of series parasequences formed under forced regression condition (Magdalena Sandstones). Additionally, the results of geochemical studies from the F.1 facies from the area of the Silesian unit were compared with the results of geochemical studies obtained from this facies from the Skole unit, from the Dynów region (Futoma and Straszydle exposures), show differences in the composition of biomarkers, which may be caused by different conditions of their deposition than in the Silesian unit. The proposed shallow-water interpretation of the study area does not preclude the existence of deep-water regions elsewhere in the Paratethys sedimentary basin during Lower Oligocene time. The inferred evidence for tides in the studied sections, despite an interpreted lacustrine setting there, possibly reflects the basin’s connection to the open ocean in this area. This described and documented discovery of the occurrence of tidalites and tsunamites within the Dynów Marls is an important step in understanding the paleoevolution of the Carpathians, but is also important from the point of view of understanding the conditions of deposition of the Menilite Beds - the main source rock for hydrocarbons. The obtained results confirm and specify the previous research results and previously reconstructed paleogeographic conditions. Keywords: The Carpathians, Menilite Beds, Dynów Marls, depositional environments, biomarkers, tidal deposits, tsunamites. |
|
| Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
|
TYTUŁ: The Miocene Biogenic Gas Generation System – A Case Study from the Polish Part of the Carpathian Foredeep / Mioceński system generowania gazu – studium przypadku z polskiej części zapadliska przedkarpackiego
Autor: Grzegorz Leśniak, Andrzej Urbaniec, Irena Matyasik, Krzysztof Sowiżdżał, Anita Lis-Śledziona, Marek Janiga, Tomasz Topór, Tomasz Słoczyński, Karol Spunda
Recenzenci: Prof. dr hab. Paweł Karnkowski
|
|
|
ISSN 2353-2718 Objętość monografii: 144 strony |
|
|
Streszczenie Niniejsza monografia przedstawia wyniki wieloletnich badań i doświadczeń zebranych w trakcie poszukiwania i eksploatacji konwencjonalnych złóż gazu ziemnego w utworach miocenu zapadliska przedkarpackiego. Jej głównym celem jest ponowna ocena perspektyw poszukiwawczych w zapadlisku i wypracowanie nowych koncepcji, w szczególności dotyczących złóż o charakterze niekonwencjonalnym. Zaproponowano nowe podejście do interpretacji profilowań geofizyki wiertniczej ukierunkowane na rozpoznawanie złóż niekonwencjonalnych, takich jak heterolity, jak również rozwiązania problemu rozdzielczości pionowej. W oparciu o przykładowe przekroje sejsmiczne przedstawiono problematykę interpretacji obrazu sejsmicznego dla złóż gazu ziemnego w zapadlisku przedkarpackim wraz z możliwościami wykorzystania nowoczesnych metod analizy atrybutów sejsmicznych oraz metody sejsmostratygraficznej w kontekście poszukiwań nowych złóż gazu. W oparciu o wieloletnie badania przedstawiono charakterystykę skał macierzystych dla gazu ziemnego wraz z ich rozprzestrzenieniem w profilu miocenu, jak również określono typ kerogenu. Przedstawiono procesy biogeniczne prowadzące do powstawania gazu. Na podstawie analizy składu molekularnego i stałych izotopów węgla δ13C stwierdzono, że gaz powstawał w stosunkowo niskiej temperaturze i można go zaliczyć do gazów biogenicznych lub mieszanych (biogeniczny z dodatkiem termogenicznym). Ponadto scharakteryzowano skład mineralny oraz parametry przestrzeni porowej dla najważniejszych skał zbiornikowych w zapadlisku przedkarpackim, wraz z wydzieleniem rock types opartym na parametrach struktury porów. W oparciu o wykonane analizy geochemiczne i petrofizyczne przeprowadzono modelowanie generacji sytemu gazowego ukierunkowane na powstawanie gazu biogenicznego. Przeprowadzone modelowania wykazały, że na generację gazu wpływały głównie procesy bakteryjne, które zostały zapoczątkowane natychmiast po pogrążeniu osadów na niewielką głębokość. Jednak w strefach głębszego pogrążenia osadów oraz w podłożu allochtonicznych utworów orogenu karpackiego procesy biogenicznego generowania gazu zostały zahamowane, a w ich miejsce uruchomione zostały procesy generowania termogenicznego.
|
|
|
Abstract This monograph presents the results of extensive research and experience gathered over many years of exploration and exploitation of natural gas reservoirs in the Carpathian Foredeep Miocene formations. Its main objective is to reevaluate the potential for exploration in the Carpathian Foredeep basin and to propose new ideas, particularly regarding unconventional gas accumulations. A new approach to interpreting well logs is proposed, focusing on unconventional reservoirs such as heteroliths. It also addresses the issue of vertical resolution and provides solutions. Furthermore, based on exemplary seismic sections, the issue of seismic image interpretation for natural gas reservoirs in the Carpathian Foredeep is presented, together with the possibility of using modern methods of seismic attribute analysis and the seismostratigraphic method in the context of exploring new gas reserves. Drawing from years of research, the paper characterises the source rocks of natural gas in the Miocene profile and examines their distribution. The type of kerogen responsible for gas formation is also determined. The paper presents biogenic processes that contribute to gas generation. The analysis of the molecular composition and stable δ13C carbon isotopes showed that the gas formed at relatively low temperatures. These gases are classified as biogenic and mixed gases, with the addition of thermogenic components. The mineral composition and pore space parameters of the gas-bearing rocks in the Carpathian Foredeep are characterised and categorised into different rock types based on pore structure attributes. Based on geochemical and petrophysical analyses, the paper conducts modelling of the gas system, focusing on the formation of biogenic gas. The modelling demonstrates that gas generation is primarily influenced by bacterial processes, which occur after the sediments have been buried to a shallow depth. However, in areas with greater sediment submergence and in the basement of allochthonous formations of the Carpathian orogen, this process is hindered, leading to the initiation of thermogenic processes. Keywords: Carpathian Foredeep, biogenic gas, conventional and unconventional gas reservoirs, thin-bedded formations, well log interpretation, seismic interpretation, Miocene source rocks, pore structure, petroleum system modelling |
|
| Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
|
TYTUŁ: Integracja informacji geologicznej – narzędzia, metody, wybrane przykłady dla skał węglanowych / Integration of geological information – tools, methods, selected examples for carbonate rocks
Autor: Marek Stadtműller, Jadwiga Anna Jarzyna
Recenzenci: prof. dr hab. Urszula Woźnicka, Instytut Fizyki Jądrowej, Polska Akademia Nauk
|
|
|
ISSN 2353-2718 Objętość monografii: 216 stron |
|
|
Streszczenie W pracy podjęto temat szeroko rozumianej integracji informacji o węglanowych formacjach skalnych, czyli zaproponowano algorytm połączenia danych geofizycznych, geologicznych, wiertniczych, eksploatacyjnych oraz wyników badań laboratoryjnych w celu uzyskania pełnego opisu węglanowego ośrodka skalnego. Węglany, jako skały osadowe pochodzenia biogenicznego, detrytycznego lub chemicznego, charakteryzują się stosunkowo prostym składem mineralnym (są zbudowane głównie z kalcytu i dolomitu), natomiast niejednorodność przestrzeni porowej i tekstury tych skał jest wysoka, co bardzo komplikuje ich opis. Z tego powodu zdefiniowano trzy skale opisu: makro, mezo i mikro oraz opracowano procedurę pomiarowo-interpretacyjną łączącą w sobie wykorzystanie informacji pochodzącej ze wszystkich zdefiniowanych skal opisu skały dla wybranych parametrów petrofizycznych. Rozważano dwa parametry: jakościowy opis facji / struktur depozycyjnych (w klasyfikacji Dunhama: madston, wakston, pakston, greinston i bundston) oraz parametr ilościowy, szczelinowatość – rozumianą jako całkowita objętość szczelin w skale. Monografia ma charakter metodyczny, tzn. zawiera niezbędne informacje o wybranych formacjach węglanowych, traktowanych jako przykłady, i metodach pozyskania danych z tych skał w celu opracowania metodyki integracji. Składa się z rozdziałów przedstawiających charakterystykę geologiczną obszaru badań, używane narzędzia pomiarowe, zgromadzony materiał badawczy, elementy składowe proponowanej metodyki integracyjnej oraz wnioski i dyskusję wyników. Przedstawiono syntetycznie charakterystykę skał węglanowych, znaczenie węglanów dla akumulacji węglowodorów na tle prowincji naftowych Polski oraz dane liczbowe, pochodzące z bilansu kopalin na rok 2022, o aktualnej produkcji i zasobach zakumulowanych w złożach, dla których skałą zbiornikową są węglany. Opisano charakterystykę geologiczną głównych pięter stratygraficznych w profilach odwiertów, w których opracowano dane z obszaru północnego obrzeżenia platformy wielkopolskiej. Są to odwierty G-10, G-12K oraz, zlokalizowany na południe od nich, odwiert P-1. Osobnym obiektem, leżącym na północ od wymienionych, był odwiert S-1, zlokalizowany w zasobnej w węglowodory strefie Wysokiej Kamieńskiej. W wymienionych odwiertach obiektem zainteresowania w kolejnych etapach pracy były utwory dolomitu głównego (Ca2) cyklotemu Stassfurt. Kolejną strefą, z której pozyskano dane opracowane w monografii, jest obszar Paproci. Przedmiotem analiz były dane z wapienia podstawowego / wapienia cechsztyńskiego (Ca1), z cyklotemu Werra w odwiertach P-19, P-21, P-26, P-27 i P-29. Osobno bardzo krótko przedstawiono warunki techniczne wykonywania pomiarów laboratoryjnych, których wyniki wykorzystywano w pracy, tj. porozymetrię rtęciową (MICP) i helową, jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) oraz dyfrakcję rentgenowską (XRD). W monografii pokazane są przykłady wykorzystania wyników tych badań w interpretacji danych geofizyki wiertniczej. Zaprezentowano także krótki opis profilowań geofizyki wiertniczej w podziale na pomiary elektrometrii wiertniczej, radiometrii, pomiarów akustycznych, upadu warstw oraz metod elektrycznego (XRMITM) i akustycznego (CASTTM) obrazowania ścian odwiertu. Na przykładzie danych z wapienia podstawowego (Ca1) i dolomitu głównego (Ca2) w rozpatrywanych odwiertach scharakteryzowano metody interpretacji profilowań geofizyki wiertniczej, w szczególności tzw. metodę kolejnych wykluczeń, stosowaną w przypadku ograniczonej liczby profilowań. Wyniki interpretacji ilościowej w postaci parametrów petrofizycznych – porowatości (PHI), nasycenia wodą (Sw), przepuszczalności (K) i nasycenia wodą nieredukowalną (Swi) – wykorzystane zostały w analizach integracyjnych. W kolejnym rozdziale opisano metody statystyczne używane w trakcie predykcji rozkładu klas / facji / struktur depozycyjnych na wybranych przykładach. Na podstawie metod klasyfikacji z nauczycielem, czyli drzew klasyfikacyjnych i sztucznych sieci neuronowych, pokazano algorytm (eksperyment obliczeniowy) użycia tych metod w analizie danych geofizyki wiertniczej. Opisano również elementy oprogramowania Statistica v.13, wykorzystywanego w trakcie analiz statystycznych. Osobny rozdział poświęcono metodom analizy szczelinowatości ośrodka skalnego, zarówno w postaci jakościowej metody Kompleksowej Analizy Szczelinowatości (KAS), jak ilościowej analizy porowatości i przepuszczalności szczelin w skali mikro (mikroszczeliny), mezo (mezoszczeliny) i makro (makroszczeliny). Na podstawie danych laboratoryjnych i pomiarów sondą XRMI do elektrycznego obrazowania ścianki otworu uzyskano rozkład porowatości poszczególnych typów szczelin w wybranym profilu. Opisano również szczegóły organizacji i sposób działania opcji programu ProGeo v. 6.5, Fracture Tool, którą wykorzystywano w trakcie prowadzonych prac. Całość przeprowadzonych prac podsumowano, przedstawiając autorską procedurę przeznaczoną do badania utworów węglanowych, której elementy zostały przetestowane na przykładowych danych. Zaproponowano algorytm, który w praktyce pozwala na zintegrowanie, z uwzględnieniem zróżnicowania skali pomiarowej i dokładności, wszystkich dostępnych informacji dla budowy modelu parametrów petrofizycznych węglanowych ośrodków skalnych. Przedstawione przykłady z odwiertów przewiercających formacje wapienia podstawowego (Ca1) i dolomitu głównego (Ca2) na Niżu Polskim potwierdziły możliwość skutecznego postępowania. Pokazano sposób na połączenie informacji różnoskalowej i pochodzącej z różnych źródeł dla wzbogacenia opisu formacji węglanowych. Wdrożone do praktyki przemysłowej elementy zaproponowanej procedury interpretacyjnej w projektach realizowanych przez INiG – PIB są potwierdzeniem skuteczności zaproponowanego postępowania. Użyte w pracach analitycznych narzędzia informatyczne w postaci oprogramowania Statistica v. 13 i programu ProGeo v. 6.5 umożliwiły efektywne obliczenia i prezentację wyników, potwierdzając swoją przydatność w tego typu analizach. Słowa kluczowe: informacja geologiczna, węglany, wapień podstawowy/ wapień cechsztyński, dolomit główny, Niż Polski, parametry petrofizyczne, interpretacja danych geofizyki wiertniczej, model petrofizyczny, optymalizacja procedur interpretacyjnych, skały Archiego, model Montarona, porowatość, porowatość wtórna, szczelinowatość, data mining, sztuczna inteligencja (AI), metody klasyfikacyjne, sztuczne sieci neuronowe |
|
|
Abstract The paper presents a comprehensive approach to integrating information on carbonate rock formations. An algorithm has been proposed for combining geophysical, geological, drilling, and production data, along with laboratory test results. This integration aims to provide a complete and coherent characterization of the carbonate rock medium. Carbonates, as sedimentary rocks of biogenic, detrital or chemical origin, are characterized by a relatively simple mineral composition (they are composed mainly of calcite and dolomite), while the heterogeneity of the pore space and texture of these rocks is high, which greatly complicates its description. For this reason, three scales of description were defined: macro, meso and micro, and a measurement and interpretation procedure was developed, combining the use of information from all defined scales of rock description for selected petrophysical parameters. Two parameters were considered: a qualitative description of depositional facies/structures (in Dunham’s classification: mudstone, wackstone, packstone, grainstone and boundstone) and a quantitative parameter – fracturing, understood as the total volume of fractures in the rock. The monograph is methodological in nature, i.e. it contains the necessary information on selected carbonate formations treated as examples, and methods of obtaining data from these rocks in order to develop an integration methodology. It consists of chapters presenting the geological characteristics of the research area, the measurement tools used, the collected research material, the components of the proposed integration methodology, and conclusions and discussion of results. This paper presents the synthetic characteristics of carbonate rocks, highlights the importance of carbonates as hydrocarbon reservoirs within Poland’s oil provinces, and provides numerical data from the 2022 Mineral Resource Balance on current production and reserves in deposits where carbonates serve as the reservoir rock. The geological characteristics of the main stratigraphic levels were described based on well profiles developed using data from the northern margin of the Wielkopolska Platform. These were the G-10, G-12K wells and the P-1 well located south of them. A separate object, located north of the above-mentioned ones, was the S-1 well, located in the Wysoka Kamieńska region. In the above-mentioned wells, the object of interest in the subsequent stages of the work were the formations of the Main Dolomite, Ca2, which is a part of Stassfurt cyclothem. Another area from which the data developed in the monograph was obtained is the Paproć region. The analyses were performed on data from the Basal Limestone / Zechstein Limestone, Ca1, of the Werra cyclothem in wells P-19, P-21, P-26, P-27 and P-29. Separately, very briefly, the technical conditions for performing laboratory measurements, the results of which were used in the work, i.e. mercury porosimetry, MICP and helium, nuclear magnetic resonance, NMR and X-ray diffraction, XRD, are presented. The monograph shows examples of using the results of these studies in the interpretation of well logging data. A brief description of well logs was also presented, divided into measurements of drilling electrometry, radiometry, acoustic measurements, dip of layers and methods of electrical, XRMITM and acoustic, CASTTM imaging of borehole walls. Using data from the Basal Limestome / Zechstein Limestone Ca1, and the Main Dolomite Ca2, in the considered boreholes as an example, the methods of interpretation of well logs were characterized, in particular the so-called method of successive exclusions used in the case of a limited number of logs. The results of quantitative interpretation in the form of petrophysical parameters - porosity, PHI, water saturation, Sw, permeability, K and saturation with irreducible water, Swi were used in the integration analyses. The next chapter describes statistical methods used during prediction of the distribution of classes/facies/depositional structures on selected examples. Based on the classification supervised methods, i.e. classification trees and artificial neural networks, an algorithm (computational experiment) for using these methods in the analysis of drilling geophysics data is shown. Elements of the Statistica v.13 software used during statistical analyses are A separate chapter is devoted to the methods of analyzing the fracture ability of the rock medium, both in the form of the qualitative method of Comprehensive Fracture Analysis, KAS, and the quantitative analysis of porosity and permeability of fractures on the micro (microfractures), meso (mesofractures) and macro (macrofractures) scale. Based on laboratory data and measurements with the XRMITM probe for electrical imaging of the borehole wall, the distribution of porosity of individual fracture types in the selected profile was obtained. Details of the organization and operation of the ProGeo v. 6.5 program option, Fracture Tool, which was used during the work were also described. The monography was concluded by outlining a dedicated procedure for the analysis of carbonate formations, whose individual components were validated using sample data. An algorithm was proposed that enables the practical integration of all available data – accounting for differences in measurement scale and accuracy – for constructing a model of petrophysical parameters of carbonate rock formations. The presented examples from boreholes drilling through formations of the Basal Limestone – Ca1, and the Main Dolomite – Ca2 in the Polish Lowlands confirmed the possibility of effective procedure. A method for combining information of different scales and from different sources was shown to enrich the description of carbonate formations. The implementation of elements of the proposed interpretation procedure in industrial projects conducted by INiG-PIB confirmed the effectiveness of the approach. The IT tools used in the analytical work, in the form of Statistica v. 13 software and ProGeo v. 6.5 program, enabled effective calculations and presentation of results, confirming their usefulness
Keywords: geological information, carbonates, Basal Limestone / Zechstein Limestone, Main Dolomite, Polish Lowland, petrophysical parameters, interpretation of well logging data, petrophysical model, optimization of interpretation procedures, Archie rocks, Montaron model, porosity, secondary porosity, fracture, Data Mining, artificial intelligence AI, classification methods, artificial neural networks |
|
|
Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
